從風(fēng)力發(fā)電機(jī)到工業(yè)生產(chǎn)廠，只要涉及到冷卻塔或隔熱屋頂，無人機(jī)或遙控飛機(jī)系統(tǒng)（PRAS）都是經(jīng)過實(shí)踐證明既可靠又準(zhǔn)確的工具，能夠更快速、更完整地進(jìn)行工業(yè)檢測(cè)和監(jiān)控。
FLIR熱像儀，結(jié)合高質(zhì)量的可見光傳感器，通過定制研發(fā)的機(jī)載電腦控制，能為無人機(jī)操作者提供精準(zhǔn)的溫度數(shù)據(jù)，在一飛而過中就能進(jìn)行完整檢測(cè)。讓我們從意大利廠商的案例中，了解他們是如何使用搭載紅外熱像儀鏡頭的無人機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的？
空中檢測(cè)
在過去十年里，太陽能得到了更為廣泛的應(yīng)用，包括電廠、工業(yè)應(yīng)用、建筑、電信和空間領(lǐng)域。而在能源應(yīng)用領(lǐng)域使用遙控飛機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，由于其新穎性和許多相關(guān)的規(guī)定，還未有過充分的研究。但是遙控飛機(jī)系統(tǒng)在光伏電廠監(jiān)控方面有著巨大的潛力，甚至可以比傳統(tǒng)的維護(hù)措施更好，因?yàn)檫b控飛機(jī)系統(tǒng)成本更低，風(fēng)險(xiǎn)更小。
在許多情況下，遙控飛機(jī)系統(tǒng)收集信息的速度比地面檢測(cè)系統(tǒng)快十倍，而且收集到的信息更可靠、更精確。
意大利遙控飛機(jī)系統(tǒng)制造商N(yùn)imbus立刻發(fā)現(xiàn)了使用遙控飛機(jī)系統(tǒng)，而不是載人車輛或是操作人員進(jìn)行工業(yè)檢測(cè)，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的增值空間。在一次試驗(yàn)性裝配中，Nimbus將輕型遙控飛機(jī)系統(tǒng)同F(xiàn)LIR A65熱像儀進(jìn)行了整合，用于光伏電廠的遠(yuǎn)程檢測(cè)。
光伏電廠維護(hù)
光伏電廠的系統(tǒng)性能開始引起人們?cè)絹碓蕉嗟淖⒁猓簽榱丝刂坪蜏?zhǔn)確預(yù)測(cè)能量流，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)高效、可靠、安全、穩(wěn)定。因此，為了保證能源高效、安全、可靠，并兼顧成本效益，光伏電廠的維護(hù)就非常重要。
新款輕型Nimbus遙控飛機(jī)系統(tǒng)由于其檢測(cè)速度快，覆蓋面積廣，成本效益高，能生成實(shí)時(shí)圖像，小巧輕便，是能源設(shè)備監(jiān)控的理想工具。
熱像儀檢測(cè)到的光伏面板瑕疵示例。
Nimbus公司在無人機(jī)技術(shù)、傳感器和控制系統(tǒng)方面的最新創(chuàng)新成果使得使用無人駕駛飛行器進(jìn)行跨電廠的檢測(cè)和監(jiān)控成為可能。
遙控飛機(jī)系統(tǒng)用于能源應(yīng)用領(lǐng)域
微型和迷你型遙控飛機(jī)系統(tǒng)通常在低高度無管制空域使用。一架典型的輕型遙控飛機(jī)系統(tǒng)裝載量少于150kg，適用于各種實(shí)用工業(yè)領(lǐng)域的檢測(cè)任務(wù)。通常情況下，遙控飛機(jī)系統(tǒng)的速度從每小時(shí)大約幾十到幾百公里不等。低速的遙控飛機(jī)系統(tǒng)如NIMBUS PPL 612更適合于檢測(cè)用途。
NIMBUS PPL 612遙控飛機(jī)系統(tǒng)配有INPROTEC IRT熱成像包和一臺(tái)FLIR Ax5熱像儀。由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，安全可靠的設(shè)計(jì)，PPL 612被米蘭理工大學(xué)選中，用于光伏領(lǐng)域調(diào)研和光伏性能分析數(shù)據(jù)收集。
帶有熱成像功能的遙控飛機(jī)系統(tǒng)
Nimbus PPL 612是一款輕型的遙控飛機(jī)系統(tǒng)，帶有六個(gè)水平旋翼，最大起飛重量（MTOW）5.3kg。雙套航空電子設(shè)備和備用電池，能保證安全可靠地飛過光伏電廠。該系統(tǒng)傲人的飛行穩(wěn)定性和專業(yè)-專注的飛行模式，能讓遠(yuǎn)程操控人員在飛行過程中對(duì)遙控飛機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行更精準(zhǔn)的操控。使用該系統(tǒng)，遙控飛機(jī)操作人員能充分利用FLIR A65熱像儀，獲取每個(gè)光伏電池故障的精確圖像。
這張熱圖像顯示有大片的升溫區(qū)域。沒有進(jìn)一步的信息無法明確判斷這些區(qū)域是熱異常還是陰影/反射。
INPROTEC IRT開發(fā)的熱成像包使得操作人員能在飛行過程中記錄輻射視頻和單一的輻射圖像。每張記錄的圖像儲(chǔ)存時(shí)還包含了GPS數(shù)據(jù)。該熱成像包可與FLIR Ax5、A615、A655sc以及其他相似熱像儀型號(hào)兼容。遙控飛機(jī)系統(tǒng)操作人員能在地面實(shí)時(shí)觀看視頻圖像，并開啟和停止記錄。起飛之前，可以對(duì)所有具體的FLIR熱像儀參數(shù)和記錄參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
FLIR-Ax5
“FLIR Ax5-系列是該用途理想的攝像儀解決方案，” INPROTEC IR公司銷售經(jīng)理 Luciano Betti評(píng)論說。“我們系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)之一就是能在地面提供實(shí)時(shí)全輻射視頻流。從FLIR熱像儀傳來的每一幀輻射視頻圖像都包含了GPS和溫度數(shù)據(jù)。使用Ax5-系列，能比使用競爭對(duì)手的機(jī)型更快速地獲得高分辨率的圖像。尤其是同某些便攜式熱像儀機(jī)型相比，F(xiàn)LIR熱像儀堅(jiān)固、輕便、易于安裝、價(jià)格優(yōu)惠。”
典型面板故障和可能解決方案列表
描述：一塊面板比其他面板熱。
可能故障原因：面板開路，沒有同系統(tǒng)連接。
觀察結(jié)果：是的，很可疑。
電氣測(cè)量：面板功能完全正常。
備注：檢查接線。
描述：同一塊面板中的一排(子串)比其他排熱。
可能故障原因：短路(SC)或該子串開路：旁路二極管短路或內(nèi)部短路。
觀察結(jié)果：不是。
電氣測(cè)量：子串功率損失，開路電壓降低。
備注：面板上可能有燒壞點(diǎn)，一個(gè)二極管分流。
描述：單個(gè)硅片更熱，無規(guī)律(拼接模式)可循。
可能故障原因：整塊面板短路：所有旁路二極管短路或連接錯(cuò)誤。
觀察結(jié)果：是的，很可疑。
電氣測(cè)量：面板功率大幅下降(幾乎為零，開路電壓急劇下降)。
備注：檢查接線，所有二極管分流
描述：單個(gè)硅片更熱，下部靠近邊框的要比上部和中部的更熱。
可能故障原因：電壓誘導(dǎo)衰減(PID)和/或極化導(dǎo)致的大規(guī)模分流。
觀察結(jié)果：不是。
電氣測(cè)量：面板功率和FF降低，低光效應(yīng)情況下比標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下影響更大。
備注：改變陣列的接地情況，通過反向電壓恢復(fù) (PID)。
描述：單一硅片的溫度明顯比其他硅片高。
可能故障原因：陰影效應(yīng)；硅片故障；硅片分層。
觀察結(jié)果：是的，很可疑。
電氣測(cè)量：功率下降，不一定是永久的，比如葉片造成的陰影。
備注：需要肉眼檢查，清理（不匹配）或分流的硅片（分層）。
描述：硅片的部分區(qū)域溫度較高。
可能故障原因：硅片損壞，相互連接斷開。
觀察結(jié)果：是的，很可疑。
電氣測(cè)量：功率和FF值劇烈下降。
備注：硅片裂開、燒壞痕跡、相互連接。
快速精確的光伏面板檢測(cè)
獲得光伏系統(tǒng)性能的可靠信息對(duì)于光伏電廠的整體規(guī)劃和預(yù)測(cè)未來性能至關(guān)重要。FLIR 熱像儀是收集這些信息的核心部件。安裝在遙控飛機(jī)系統(tǒng)中的熱像儀，甚至還能高效地飛過多個(gè)光伏面板進(jìn)行故障檢測(cè)，如熱點(diǎn)、蝸牛紋、細(xì)小裂痕以及多余的陰影。
可以對(duì)受影響的光伏硅片和涉及到的面板進(jìn)行監(jiān)控，或在其徹底退化之前預(yù)先在維修過程中進(jìn)行修整。工程師可以提出緩解方案或更換部件的建議。故障面板的信息還可用于制定未來的更換策略。使用熱像儀的另一個(gè)好處是可以在光伏面板運(yùn)行時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。輕型遙控飛機(jī)系統(tǒng)結(jié)合安裝的FLIR熱像儀能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大量光伏面板進(jìn)行快速檢測(cè)。
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